箱梁墩顶现浇横移施工技术研究

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(中铁十二局集团 第一工程有限公司，陕西 西安 710038)

引言

新建成都至蒲江铁路工程邛崃特大桥属特大型桥梁，全长4 948 m。邛崃车站位于邛崃特大桥上，属于高架车站，正线为双线，两侧设计单线，单线为11 m×32 m预应力简支箱梁，箱梁的中心线梁高2.354 m，重约396 t，总共22片。其中有4片梁由于场地原因无法进行原位现浇，如果按照常规建设预制场的方法施工，投入与产出不成正比；而使用现浇施工工艺，又因箱梁纵向两端无法张拉而不能原位现浇。为了克服上述现实问题与技术难题，我公司在参考现有制梁技术的基础上[1-5]，提出了单线箱梁墩顶现浇横移施工技术，并成功地在新建成都至蒲江铁路工程邛崃特大桥中得到了应用。

1 箱梁墩顶现浇横移施工流程

利用Φ630 mm钢管桩及碗扣支架或贝雷架、六四军用梁在两墩之间平行于原设计箱梁位置以外的空间搭设一个箱梁现浇平台，在平台两端横移方向设计位置铺设工字钢及钢板形成箱梁现浇台座，从而实现在高空墩旁现浇。箱梁现浇完成后，利用工字钢及不锈钢板制作的横移轨道，在箱梁两端各用1台100 t的液压千斤顶顶拉，使箱梁平稳地横移，最后落梁就位完成施工。箱梁横移体系由横移轨道、横移底座、横移轨道与横移底座间润滑装置、千斤顶、横移反力架组成，总体的施工流程见图1。其中地基处理及设置钢管桩预埋件、安装横移支架及连接加固、制作箱梁现浇台座及横移轨道和箱梁横移为施工流程中的关键工序。

图1 施工工艺流程图

2 箱梁墩顶现浇横移施工关键技术

2.1 地基处理及设置钢管桩预埋件

为了防止箱梁浇筑及横移过程中地基沉降过大或不均匀沉降的发生，避免给箱梁结构的安全性带来隐患，应根据地质情况决定地基处理形式。钢管桩地基下的承载力≮300 kPa，碗扣支架下地基承载力≮100 kPa。若地基承载力不够，可以采用合格填料换填或钻孔灌注桩进行基础处理。

地基处理完成后进行C30混凝土承台浇筑，并按施工方案设计及测量放样位置设置钢管桩预埋件，如图2所示。

2.2 钢管桩横移支架安装

地基处理及钢管桩预埋件安装完成后，利用25 t吊车或塔吊吊起首节钢管桩，在钢管桩底部拉缆风绳与预埋件定位，然后进行焊接固定，再进行第二根钢管桩的定位与焊接，如此循环，将钢管桩接至施工平台设计标高位置。再进行另外的钢管桩安装施工，直至安装完成，如图3和图4所示。

图2 钢管桩预埋件平面布置图

图3 横移支架立面图

图4 横移支架横截面图

钢管桩的根数依据施工方案确定，一般采用两排钢管桩，每排6根，采用Φ40 mm钢管进行横向、纵向及斜向连接固定，采用[40槽钢形成剪刀撑，以保证横移支架的稳定性，横移支架覆盖横向箱梁原位及墩旁现浇位置范围，如图5所示。

横移支架搭设完成后，根据施工方案测量空载时支架平台各点的标高，然后分级进行堆载预压，最大加载质量宜控制在梁体质量的1.2倍。每级加载后，测量支架平台各点的标高，并计算支架平台各点的沉降量。卸载时，根据加载级数同步进行，每级卸载后测量支架平台各点的标高。

图5 横移支架安装及连接加固

2.3 箱梁现浇台座及横移轨道

横移支架及碗扣支架搭设完成后，在碗扣支架梁体范围内安装梁体底模，在横移支架顶部安装横向及纵向工字钢，根据设计标高调整到位。梁体范围内铺设的梁体底模、碗扣支架及横移支架共同形成箱梁现浇台座，横移支架以外区域采用方木和竹胶板满铺形成操作平台，并进行临边防护，以保证施工安全。

根据梁体结构形式及横移轨道安装的既定位置，采用3根I40工字钢平面并排连接，顶面采用10 mm不锈钢板满铺并焊接成一个整体，安装至既定位置形成横移轨道。同时在适当位置设置箱梁横移时的左右限位措施。

箱梁横移轨道与横移底座接触面须采用不锈钢板制作，安装时须提前在接触面将黄油涂抹到位，并剔除横移轨道及横移底座制作完成后存在的飞边、毛刺，以最大限度地减小接触面的摩擦力，保证移梁时能顺利进行。

2.4 梁体横移底座设计及安装

横移轨道安装完成后，梁体需要在两端轨道横向轴线上安装一个支点以形成滑动面，即在梁体横向对应横移轨道位置处设置梁体横移底座，该底座根据对应位置的梁体底面结构尺寸设置。横移底座中轴线的高度一般控制在5～10 cm范围内，底座顶面应能包裹梁体底板面以上两侧50～80 cm，以确保底座稳固，如图6所示。

图6 梁体横移轨道及横移底座构造图

除横移底座的底板采用10 mm不锈钢板外，其他位置均采用10 mm普通钢板。将所有钢板焊接成盒状，居中位置预埋穿束钢管，灌注C50支座灌浆料封端后成型，可直接代替梁体底模使用，使底座与梁体形成一个整体。该底座应从中间断开，由两部分拼接成型，以方便落梁时拆除。为增加底座与梁体之间的粘结力，使底座与梁体的整体性更好，底座面板采用花纹钢板。横移底座安装预埋穿束钢管时，应根据事先计算的作用力大小确定钢绞线根数，从而确定预埋穿束钢管孔径。

2.5 梁体横移及落梁施工

由于梁体从支架施工至张拉压浆完成并达到移梁条件须经过较长的一段时间，而且梁体底座与横移轨道之间又涂有黄油，所以梁体在初期启动时会因混凝土漏浆、钢板生锈及黄油吸引力等因素导致启动较为困难。对此，可在横移轨道两端焊接反力座，梁体横向两侧采用千斤顶同时顶、拉施加横移力使梁体横移启动，如图7所示。

图7 箱梁横移启动

移梁启动后，顶梁一侧的推力即失去作用，可拆除该侧千斤顶，后续移梁只需拉梁一侧的作用力即可，此时移梁较为轻松，所需作用力远比移梁启动时小。移梁启动后，箱梁横移即可开始，梁体两端拉梁千斤顶同时启动，每次横移位移控制在拉梁千斤顶一个顶进行程以内，并严格保持两端横移位移量一致。如此反复倒顶，即可实现箱梁横移，如图8所示。

图8 箱梁横移

在箱梁横移至墩顶范围内之前，须将落梁千斤顶提前安装于方案设计位置，落梁千斤顶的大小根据梁体质量而定，横向对应于支座位置，纵向对应于横移支架位置，共计4台。落梁千斤顶的顶部和底部须设置橡胶垫板，确保刚性与柔性接触，以保证稳固，如图9所示。

图9 落梁准备

为方便安装梁体支座，将支座下锚杆提前放入支座预埋孔内(根据现浇梁体横移就位标高与墩顶垫石设计标高的相对高度确定是否需要)，并将防落梁装置置于设计位置。箱梁横移至设计平面位置及落梁准备工作完成后，即可进行落梁就位工序。箱梁横移至设计平面位置后高于原设计标高，启动落梁千斤顶，将梁体顶起1～2 cm后即可锁住油泵，此时梁体横移底座与横移轨道分开，拆卸先前与梁体粘结为一体的横移底座(该底座因混凝土与模板之间的粘结力形成一体)，拆卸完成后由两边抽出。横移底座拆除后，再进行横移轨道的拆除。横移轨道拆除之后，启动落梁千斤顶，务必保证4台落梁千斤顶行程统一，高差应控制在1 cm以内，且缓慢进行，直至实现落梁就位，如图10所示。

图10 落梁就位

移梁启动时，梁体两侧的顶拉作用力应在同一轴线上，以保证移梁启动达到最佳效果。在移梁过程中，应切实做好千斤顶、锚具的安装工作，启动前须做好材料、设备及后勤保障的检查工作，保证移梁的正常进行。在落梁准备工序中，落梁千斤顶的顶面与地面均须设置橡胶垫板，避免刚性与刚性接触时产生侧滑。

3 结论

3.1 本文所提出的箱梁墩顶现浇横移施工技术，可以解决箱梁由于场地、成本等原因不能实施原位现浇和预制的单线箱梁施工问题。

3.2 箱梁墩顶现浇横梁移动技术的关键施工工序主要包括：地基处理及钢管桩预埋件、钢管桩横移支架安装、横移轨道安装、横移底座设计及安装、横移及落梁施工等，其中核心装备为横移系统。

3.3 横移系统主要由横移轨道、横移底座、横移轨道与横移底座间润滑装置、千斤顶及横移反力台座组成，其特点是施工工艺简单、技术经济性好。

参考文献：

[1] 王立军.铁路客运专线大吨位预制箱梁制、移、运、架施工技术研究[D].上海：同济大学，2007.

[2] 陈福良.千斤顶横纵移大吨位箱梁预制施工技术研究[J].江西建材，2016(24)：134-135.

[3] 王德宇，卢浩，孟庆祥.大跨度预制箱梁横移架设技术[J].铁道建筑，2003(7)：14-16.

[4] 陈红柳.大跨重载箱梁整孔纵、横移施工技术[J].世界桥梁，2014(6)：26-30.

[5] 刘伟松.横移支架法架设30m小箱梁施工技术研究[J].中国水运，2016，16(2)：316-318.